Accelerated generation of inbred lines through DH Technology VS conventional bred QPM germplasm: Inbred and hybrid performance for higher genetic gains

मक्के के विशाल खेतों में, जहाँ मक्का उगता है, ब्रीडर्स (प्रजनक) समय के विरुद्ध एक दौड़ का सामना कर रहे हैं। उनका लक्ष्य मक्के की ऐसी नई किस्में विकसित करना है जो अधिक भोजन पैदा करें, रोगों से लड़ सकें और बदलते मौसम में भी फल-फूल सकें। ऐसा करने के लिए, उन्हें पहले शुद्ध, एकसमान जनक रेखाएं (पैरेंट लाइन्स) विकसित करनी होंगी। कल्पना कीजिए कि आप एक आदर्श केक बनाने की कोशिश कर रहे हैं; आपको ऐसे अवयवों की आवश्यकता है जो हर बार समान हों। मक्का प्रजनन में, इन सुसंगत अवयवों को इनब्रेड लाइन्स कहा जाता है। पारंपरिक रूप से, इन रेखाओं को बनाना एक धीमी, उबाऊ प्रक्रिया है। ब्रीडर्स को पौधों का क्रॉस कराना पड़ता है और फिर कई पीढ़ियों तक उन्हें स्व-परागण (सेल्फ-पॉलिनेशन) के लिए मजबूर करना पड़ता है, और वर्षों तक इंतजार करना पड़ता है जब तक कि आनुवंशिक सामग्री एक स्थिर, अनुमानित अवस्था में न सेट हो जाए। हालाँकि, पिछले कुछ दशकों में एक तेज़ विधि उभरी है जिसे 'डबल्ड हैप्लोइड टेक्नोलॉजी' कहा जाता है। यह तकनीक वैज्ञानिकों को एक ही पीढ़ी में एक पूरी तरह से शुद्ध रेखा बनाने की अनुमति देती है, जिससे लंबे इंतज़ार को छोड़ दिया जाता है। जबकि यह गति एक बड़ा लाभ है, ब्रीडर्स ने सोचा है कि क्या ये तीव्र रेखाएं उतनी ही अच्छी हैं जितनी कि वे रेखाएं जो पारंपरिक तरीके से बनाई गई हैं, या क्या यह शॉर्टकट गति के लिए गुणवत्ता का बलिदान देता है।

भारतीय मक्का अनुसंधान संस्थान के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इन दोनों दृष्टिकोणों को एक साथ रखकर इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास किया। उन्होंने मक्के की रेखाओं का एक बड़ा समूह एकत्र किया: पचास को आधुनिक डबल्ड हैप्लोइड विधि का उपयोग करके बनाया गया था, और पचास को 'बैकक्रॉसिंग' नामक एक पारंपरिक तकनीक के माध्यम से विकसित किया गया था, जिसमें एक पौधे को वांछित गुणों को वापस लाने के लिए उसके मूल जनक के साथ क्रॉस कराया जाता है। वैज्ञानिकों ने इन सौ रेखाओं को भारत के दो अलग-अलग स्थानों, लुधियाना और करनाल में उगाया, ताकि यह देखा जा सके कि वे अकेले कैसे प्रदर्शन करती हैं। उन्होंने पौधों की ऊंचाई, फूल आने के समय से लेकर भुट्टे के आकार और अनाज के वजन तक सब कुछ मापा। लक्ष्य उन सर्वश्रेष्ठ माता-पिताओं (पेरेंट्स) को खोजना था जिन्हें शक्तिशाली नए हाइब्रिड बनाने के लिए आपस में मिलाया जा सके।

परिणामों ने दिखाया कि दोनों विधियों ने उत्कृष्ट उम्मीदवार तैयार किए, लेकिन उनकी ताकत अलग-अलग थी। शोधकर्ताओं ने पाया कि पारंपरिक बैकक्रॉसिंग विधि के माध्यम से बनाई गई रेखाओं में शारीरिक गुणों की एक विस्तृत विविधता थी, जैसे कि फूल आने का समय और पौधे की ऊंचाई। यह विविधता मूल्यवान है क्योंकि यह ब्रीडर्स को विशिष्ट वातावरण के अनुकूल फसलों को ढालने के लिए अधिक विकल्प प्रदान करती है। दूसरी ओर, डबled हैप्लोइड रेखाएं, जो बहुत कम समय में बनाई गई थीं, अकेले उगाए जाने पर उच्च औसत अनाज उपज (मीडियन ग्रेन यील्ड) वाली थीं। यह सुझाव देता है कि तीव्र विधि सर्वोत्तम आनुवंशिक गुणों को जल्दी से सुरक्षित करने में अत्यधिक प्रभावी है। जब शोधकर्ताओं ने डेटा का विश्लेषण किया, तो उन्होंने देखा कि दोनों समूहों के प्रदर्शन में काफी समानता थी, जिसका अर्थ है कि कोई भी विधि हर मामले में पूरी तरह से श्रेष्ठ नहीं थी। दोनों दृष्टिकोणों ने आनुवंशिक सामग्री का एक समृद्ध भंडार प्रदान किया जिसका उपयोग बेहतर मक्का बनाने के लिए किया जा सकता था।

हालाँकि, असली परीक्षा यह नहीं थी कि जनक रेखाएं अकेले कैसे बढ़ीं, बल्कि यह थी कि अन्य रेखाओं के साथ क्रॉस कराने पर वे हाइब्रिड के रूप में कैसा प्रदर्शन करती हैं। टीम ने दो मानक टेस्टर पौधों के साथ अपनी जनक रेखाओं को मिलाकर सत्तासी (87) नए हाइब्रिड संयोजन बनाए। उन्होंने इन हाइब्रिड्स को उन्हीं दो स्थानों में उगाया ताकि यह देखा जा सके कि कौन से संयोजन सबसे अधिक अनाज पैदा करते हैं। परिणाम चौंकाने वाले थे। उच्चतम उपज देने वाले हाइब्रिड पारंपरिक बैकक्रॉसिंग विधि से विकसित रेखाओं से आए थे। तीन विशिष्ट हाइब्रिड्स ने दोनों स्थानों में शीर्ष प्रदर्शन करने वालों के रूप में अपनी पहचान बनाई, और विशेष रूप से, तीनों बैकक्रॉस आबादी से ही निकले थे। एक हाइब्रिड, जो एक बैकक्रॉस पैरेंट और एक टेस्टर के बीच क्रॉस से बना था, ने 111.6 क्विंटल प्रति हेक्टेयर अनाज पैदा किया। दूसरा, जो भी एक बैकक्रॉस पैरेंट से था, ने 111.4 क्विंटल प्रति हेक्टेयर उपज दी, और तीसरा 111.కు क्विंटल प्रति हेक्टेयर तक पहुँचा। ये उपज तुलना के लिए उपयोग किए गए व्यावसायिक किस्मों (चेक्स) से काफी अधिक थी।

दिलचस्प बात यह है कि जिन जनक रेखाओं ने इन विजेता हाइब्रिड्स को बनाया, वे जरूरी नहीं कि अकेले उगाए जाने पर सबसे अच्छे पौधे दिखें। उदाहरण के लिए, शीर्ष प्रदर्शन करने वाले माता-पिताओं में से एक का अकेले उगाए जाने पर मध्यम उपज थी, फिर भी सही साथी के साथ क्रॉस होने पर, उसने एक चैंपियन हाइब्रिड बनाया। यह प्रजनन के एक प्रमुख सिद्धांत को उजागर करता है: सबसे अच्छा जनक वह नहीं है जो अपने आप में सबसे मजबूत दिखता है, बल्कि वह है जो दूसरे के साथ सबसे अच्छा तालमेल बिठाता है। अध्ययन ने पुष्टि की कि जबकि तेज़ डबल्ड हैप्लोइड विधि समय बचाने और एकसमान रेखाएं बनाने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है, पारंपरिक बैकक्रॉसिंग विधि में अभी भी एक अनूठी शक्ति बनी हुई है। यह विशेष रूप से दाता पौधों (डोनर प्लांट्स) से उच्च-प्रदर्शन वाले विशिष्ट गुणों को ब्रीडिंग पूल में लाने में प्रभावी प्रतीत होती है, जिसके परिणामस्वरूप ऐसे हाइब्रिड बनते हैं जो तेजी से विकसित की गई रेखाओं से भी बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

शोधकर्ताओं ने पौधे की ऊंचाई, भुट्टे के आकार और फूल आने के दिनों जैसे विभिन्न लक्षणों के बीच जटिल संबंधों को समझने के लिए सांख्यिकीय उपकरणों का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि ये लक्षण अक्सर आपस में जुड़े होते थे; उदाहरण के लिए, लंबे पौधों में लंबे भुट्टे और अधिक दाने होते थे। इन संबंधों का विश्लेषण करके, वे देख सके कि विभिन्न प्रजनन विधियां अंतिम परिणाम को कैसे प्रभावित करती हैं। अध्ययन का निष्कर्ष यह था कि दोनों विधियां आधुनिक ब्रीडर के किट में आवश्यक उपकरण हैं। डबल्ड हैप्लोइड तकनीक गति और आनुवंशिक शुद्धता प्रदान करती है, जबकि बैकक्रॉसिंग आनुवंशिक विविधता का गहरा भंडार और विशिष्ट गुणों को सूक्ष्म रूप से सुधारने की क्षमता प्रदान करती है। साथ मिलकर, वे बढ़ती जनसंख्या को खिलाने के लिए आवश्यक उच्च उपज वाली मक्के की किस्में विकसित करने के लिए एक मजबूत रणनीति प्रदान करते हैं। यह कार्य प्रदर्शित करता है कि प्रजनन के लिए कोई एक "जादुई गोली" (मैजिक बुलेट) नहीं है; बल्कि, सबसे सफल दृष्टिकोण अक्सर विशिष्ट कार्य के लिए सही उपकरण का उपयोग करने, आधुनिक तकनीक की गति को पारंपरिक विधियों की सिद्ध गहराई के साथ जोड़ने में निहित है।